JP2010131170A - 断層画像撮影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】所望の関心部位を含む断層画像を効率的に取得することのできる断層画像撮影装置を提供する。
【解決手段】本発明は、断層画像撮影装置に関するものであり、被写体（１２）の関心部位（５０）の位置情報を取得する位置情報取得部（４６）と、所定の経路に沿って移動し、前記被写体（１２）に対して異なる角度から放射線を照射する放射線源（１６）と、前記被写体（１２）を透過した前記放射線を検出し、放射線画像情報に変換する放射線検出器（２０）と、前記放射線源（１６）を移動させて検出した前記放射線画像情報と、前記関心部位（５０）の前記位置情報とに基づき、前記被写体（１２）の前記関心部位（５０）を含む断層画像を形成する断層画像形成部（４０）とを備えることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、被写体の放射線画像情報を取得し、関心部位を含む断層画像を形成する断層画像撮影装置に関する。

主として医療の分野において、被写体（例えば、患者）に対して異なる角度から放射線を照射し、得られた各放射線画像情報を処理することにより、前記被写体の断層画像を形成する断層画像撮影装置が利用されている。断層画像撮影装置としては、ＣＴ装置やトモシンセシス装置が知られている。

ＣＴ装置は、対向して配置した放射線源及び放射線検出器を被写体を中心として回転させながら撮影を行い、得られた放射線画像情報を処理することにより、放射線源の回転面上の断層画像を形成するものである。一方、トモシンセシス装置は、例えば、対向して配置した放射線源及び放射線検出器を被写体に沿って相対的に移動させながら撮影を行い、得られた放射線画像情報から、放射線源の移動方向に沿った断層画像を形成するものである（特許文献１参照）。この場合、ＣＴ装置は、放射線源及び放射線検出器を回転させるため、装置が大がかりで高価となる傾向がある。これに対して、トモシンセシス装置は、放射線の照射角度に制限があることから、放射線源及び放射線検出器の移動範囲が小さく、ＣＴ装置に比較すると、コンパクトで比較的安価に構成することができる。

特開２００５−１３７８７８号公報

ところで、トモシンセシス装置を用いて被写体の関心部位を含む断層画像を形成する際、関心部位の位置が分からない場合には、複数の断層画像を形成して表示し、その中から所望の関心部位を含む断層画像を選択することになる。しかしながら、複数の断層画像を形成することは、その処理に長時間を要することになるため、所望の断層画像を効率的に取得することが困難である。

本発明は、前記の不具合を解消するためになされたものであって、所望の関心部位を含む断層画像を効率的に取得することのできる断層画像撮影装置を提供することを目的とする。

本発明は、被写体の関心部位の位置情報を取得する位置情報取得部と、
所定の経路に沿って移動し、前記被写体に対して異なる角度から放射線を照射する放射線源と、
前記被写体を透過した前記放射線を検出し、放射線画像情報に変換する放射線検出器と、
前記放射線源を移動させて検出した前記放射線画像情報と、前記関心部位の前記位置情報とに基づき、前記被写体の前記関心部位を含む断層画像を形成する断層画像形成部と、
を備えることを特徴とする。

本発明の断層画像撮影装置では、断層画像の形成に先立って関心部位の位置情報を取得し、この位置情報をパラメータとして断層画像を形成することにより、関心部位を含む被写体の断層画像を効率的に取得することができる。

図１は、本発明の断層画像撮影装置が適用される実施形態であるトモシンセシス装置１０の構成を示す。なお、トモシンセシス装置１０は、被写体のマンモ１２の断層画像を撮影する装置である。

トモシンセシス装置１０は、移動機構１４によって矢印方向に移動する放射線源１６と、放射線源１６から出力され、圧迫板１８を介してマンモ１２を透過した放射線Ｘを検出し、放射線画像情報に変換する放射線検出器２０とを備える。トモシンセシス装置１０は、放射線源１６を位置Ａ１から位置Ａ２まで移動させながら放射線Ｘをマンモ１２に照射することにより、放射線源１６の移動方向に平行な関心部位を含む領域２２の断層画像を形成する。なお、放射線検出器２０は、撮影台２４に収納されており、例えば、放射線Ｘを電気信号としての放射線画像情報に変換して取り出す固体検出器の１つであるＦＰＤ（Flat Panel Detector）を使用することができる。

放射線源１６は、放射線源制御部２６により制御されることで、所定の線量からなる放射線Ｘを出力する。放射線源制御部２６は、撮影条件設定部２８により設定される撮影条件に従い、放射線源１６から出力される放射線Ｘの線量を制御する。なお、撮影条件には、例えば、放射線源１６に供給される管電圧、管電流、放射線Ｘの照射時間が含まれる。この場合、放射線Ｘの線量は、管電流（ｍＡ）と照射時間（ｓ）との積（ｍＡｓ値）によって決まる。

移動機構１４は、放射線源１６を矢印方向に移動させる放射線源移動制御部３０により移動制御される。放射線源制御部２６は、放射線源移動制御部３０から取得した放射線源１６の各位置情報に従い、放射線源１６を制御する。

圧迫板１８は、圧迫板移動制御部３２により矢印方向に移動制御される。撮影台２４に対する圧迫板１８の位置情報は、圧迫板移動制御部３２から取得され、厚さ情報算出部３４に供給される。厚さ情報算出部３４は、圧迫板１８と撮影台２４との間で圧迫状態にあるマンモ１２の厚さ情報を算出し、放射線源制御部２６に供給する。放射線源制御部２６は、マンモ１２の厚さに応じた放射線Ｘを照射すべく、放射線源１６に対する撮影条件の調整を行う。

放射線検出器２０には、画像処理部３６が接続される。画像処理部３６は、放射線源移動制御部３０から供給される放射線源１６の位置情報に従い、放射線源１６が各位置に移動した状態で放射線検出器２０から取得した放射線画像情報を処理し、画像メモリ３８に記憶させる。画像メモリ３８に記憶された各放射線画像情報は、断層画像形成部４０に供給されるとともに、異なる角度から撮影した２組の放射線画像情報がステレオ画像抽出部４２によりステレオ画像として抽出される。なお、ステレオ画像とは、異なる角度から撮影した２組の画像である。断層画像形成部４０は、マンモ１２の関心部位を含む領域２２の断層画像を形成する。

ステレオ画像及び断層画像は、表示部４４に表示される。一方、ステレオ画像抽出部４２により抽出されたステレオ画像は、断層面位置算出部４６に供給され、関心部位特定部４８によって特定された関心部位の位置情報に従い、断層画像を形成する断層面の位置情報が算出される。算出された断層面の位置情報は、断層画像形成部４０に供給される。

本実施形態のトモシンセシス装置１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次に、その動作につき、図２に示すフローチャートに従って説明する。

先ず、撮影条件設定部２８を用いて、被写体であるマンモ１２の撮影に対応した管電圧、管電流及び放射線Ｘの照射時間を含む撮影条件を設定する（ステップＳ１）。設定された撮影条件は、放射線源制御部２６に供給される。

次に、撮影台２４の所定位置にマンモ１２を位置決めした後、圧迫板移動制御部３２により圧迫板１８を移動させ、撮影台２４と圧迫板１８との間にマンモ１２を挟み込む（ステップＳ２）。マンモ１２が所望の状態に圧迫されると、圧迫板１８の移動を停止させる。次いで、厚さ情報算出部３４は、圧迫板移動制御部３２から圧迫板１８の撮影台２４に対する位置情報を取得し、この位置情報からマンモ１２の厚さ情報を算出する（ステップＳ３）。算出された厚さ情報は、放射線源制御部２６に供給され、撮影条件設定部２８で設定された撮影条件が厚さ情報に応じた最適な条件に調整される（ステップＳ４）。

撮影条件が調整された後、技師によって図示しないショットスイッチが操作されると、放射線源移動制御部３０によって移動機構１４が駆動され、放射線源１６が位置Ａ１から位置Ａ２に向かって矢印方向に移動を開始する（ステップＳ５）。

一方、放射線源制御部２６は、調整された撮影条件に従って放射線源１６を制御し、放射線源１６から所定の線量に調整された放射線Ｘが出力される。放射線Ｘは、圧迫板１８を介してマンモ１２を透過した後、放射線検出器２０により検出され、放射線画像情報に変換される（ステップＳ６）。画像処理部３６は、放射線源移動制御部３０から供給される放射線源１６の各位置情報に従い、各位置での放射線画像情報を取り込み（ステップＳ７）、画像メモリ３８に記憶させる（ステップＳ８）。以上の処理は、放射線源１６が位置Ａ２に到達するまで継続される（ステップＳ９）。

放射線源１６が位置Ａ２に到達し、断層画像の形成に必要な全ての放射線画像情報が取得されると、次に、ステレオ画像抽出部４２は、異なる角度から撮影した２組の放射線画像情報を画像メモリ３８から抽出し（ステップＳ１０）、これらの画像をステレオ画像として表示部４４に表示させる（ステップＳ１１）。例えば、表示部４４には、放射線源１６が位置Ａ１にあるときに取得した２次元の放射線画像情報と、放射線源１６が位置Ａ２にあるときに取得した２次元の放射線画像情報とに基づく２枚の２次元透過画像を並べて表示させる。

そこで、技師は、関心部位特定部４８を用いて、表示部４４に表示されたマンモ１２のステレオ画像から関心部位を特定する（ステップＳ１２）。この場合、関心部位特定部４８は、マウス等のポインティングデバイスで構成し、表示部４４に表示されている２枚の２次元透過画像から対応する関心部位をそれぞれ選択することになる。なお、関心部位の特定は、ＣＡＤ（Computer Aided Diagnosis）処理技術を用いて、ステレオ画像から対応する関心部位を自動的に抽出するようにしてもよい。

特定された関心部位に係る情報は、断層面位置算出部４６に供給され、関心部位を含む断層面の位置が算出される（ステップＳ１３）。

ここで、画像メモリ３８から取得した２組の放射線画像情報から、特定した関心部位の位置を算出する方法につき、図３に従って説明する。

放射線源１６が位置Ａ１に配置されているとき、特定された関心部位５０の画像は、放射線検出器２０上の位置ａ１に記録される。また、放射線源１６が位置Ａ２に配置されているとき、関心部位５０の画像は、放射線検出器２０上の位置ａ２に記録される。放射線源１６と放射線検出器２０との垂直距離をＨ、放射線源１６の位置Ａ１、Ａ２間の距離をＬ１、放射線検出器２０上での関心部位５０の画像の位置ａ１、ａ２間の距離をＬ２、放射線検出器２０から関心部位５０までの距離をｈとすると、関心部位５０の位置情報である距離ｈは、
ｈ＝Ｌ２／（Ｌ１＋Ｌ２）・Ｈ
として求めることができる。

次に、断層画像形成部４０は、断層面位置算出部４６において算出された関心部位５０の位置情報をパラメータとして、関心部位５０を含む領域２２の断層画像を形成する（ステップＳ１４）。

そこで、断層画像の形成方法の１つであるシフト加算法について簡単に説明する。関心部位５０が図３に示す位置にあるとき、放射線検出器２０の位置ａ１に記録された関心部位５０の画像を距離Ｌ２だけシフトさせ、位置ａ２に記録された関心部位５０の画像に重なるように２組の放射線画像情報を加算すれば、関心部位５０を含む距離ｈの領域２２の画像が強調される一方、距離ｈが異なる他の画像がぼけることになる。従って、このような加算処理を、位置Ａ１、Ａ２間の各位置に放射線源１６を移動させて取得した全ての放射線画像情報に対して行うことにより、関心部位５０を含む領域２２の鮮明な断層画像を形成することができる。この場合、関心部位５０を含まない断層画像を形成する処理が不要となるため、所望の断層画像を極めて効率的に取得することができる。

以上のようにして形成された断層画像は、表示部４４に表示され（ステップＳ１５）、読影診断に供される。

なお、上述したトモシンセシス装置１０では、放射線検出器２０を固定した状態で、放射線源１６のみを移動させて放射線画像情報を取得するようにしているが、例えば、図４に示すように、放射線源１６の移動方向と反対の方向に放射線検出器５２を相対的に移動させるように構成してもよい。この場合、放射線検出器５２は、放射線検出器２０よりも短尺にすることができる。

また、図５に示すように、放射線源１６とは独立に移動可能とした超音波画像撮影部５４を配置し、この超音波画像撮影部５４によって取得したマンモ１２の超音波断層画像から関心部位５０の位置情報を取得するように構成することもできる。すなわち、超音波画像撮影部５４を関心部位５０の上部に配置して取得した超音波断層画像（Ｂモード表示）には、マンモ１２の圧迫板１８側の表皮画像と、関心部位５０の画像とが含まれている。そこで、表皮画像から関心部位５０の画像までの距離ｋを測定する一方、圧迫板１８の位置情報から圧迫板１８及び放射線検出器２０間の距離であるマンモ１２の厚さＷを算出し、関心部位の位置情報である放射線検出器２０から関心部位５０まで距離ｈを、
ｈ＝Ｗ−ｋ
として求めることができる。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば、マンモ１２の断層画像以外のいかななる断層画像を形成する装置にも適用できる等、本発明の主旨を逸脱しない範囲で自由に変更できることは勿論である。

本実施形態のトモシンセシス装置の構成図である。 図１に示すトモシンセシス装置の動作フローチャートである。 放射線画像情報から関心部位の位置を算出する方法の説明図である。 トモシンセシス装置の他の構成の説明図である。 トモシンセシス装置のさらに他の構成の説明図である。

符号の説明

１０…トモシンセシス装置
１２…マンモ
１４…移動機構
１６…放射線源
１８…圧迫板
２０、５２…放射線検出器
２２…領域
２４…撮影台
２６…放射線源制御部
２８…撮影条件設定部
３０…放射線源移動制御部
３２…圧迫板移動制御部
３４…厚さ情報算出部
３６…画像処理部
３８…画像メモリ
４０…断層画像形成部
４２…ステレオ画像抽出部
４４…表示部
４６…断層面位置算出部
４８…関心部位特定部
５０…関心部位
５４…超音波画像撮影部

Claims (5)

1. 被写体の関心部位の位置情報を取得する位置情報取得部と、
   所定の経路に沿って移動し、前記被写体に対して異なる角度から放射線を照射する放射線源と、
   前記被写体を透過した前記放射線を検出し、放射線画像情報に変換する放射線検出器と、
   前記放射線源を移動させて検出した前記放射線画像情報と、前記関心部位の前記位置情報とに基づき、前記被写体の前記関心部位を含む断層画像を形成する断層画像形成部と、
   を備えることを特徴とする断層画像撮影装置。
2. 請求項１記載の装置において、
   前記位置情報取得部は、前記被写体に対して異なる角度から前記放射線を照射して取得した少なくとも２組の前記放射線画像情報を用いて前記関心部位の位置情報を算出する位置情報算出部からなることを特徴とする断層画像撮影装置。
3. 請求項１記載の装置において、
   前記関心部位を含む前記被写体の超音波画像情報を取得する超音波画像撮影部を備え、
   前記位置情報取得部は、前記超音波画像情報から前記関心部位の位置情報を取得することを特徴とする断層画像撮影装置。
4. 請求項１記載の装置において、
   当該断層画像撮影装置は、トモシンセシス装置からなることを特徴とする断層画像撮影装置。
5. 請求項１記載の装置において、
   前記断層画像形成部は、前記位置情報に従って設定される前記放射線画像情報のシフト量をパラメータとするシフト加算法を用いて前記断層画像を形成することを特徴とする断層画像撮影装置。

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